Las células tienen la capacidad de aprender cosas individualmente, sugiere un nuevo modelo matemático
La ciencia se halla ante un misterio: el de los seres unicelulares que muestran la capacidad de “aprender” patrones del entorno y formar una clase de memoria básica. Hasta el día de hoy, tales habilidades han estado asociadas a animales con cerebros y sistemas nerviosos complejos. Sin embargo, la manera en que algunas células parecen reconocer sustancias y se fortalecerse frente a ellas obligar a pensar que existe algo así como la memoria y, lo que es más, el aprendizaje celular.
Tradicionalmente las células individuales se consideran seres vivos que carecen de la capacidad de pensar. Su movimiento está precedido por reacciones químicas y su comportamiento está determinado por las instrucciones genéticas grabadas dentro de sus cuerpos. El reciente trabajo de científicos del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG) y la Escuela de Medicina de Harvard en Boston tiene el potencial de cambiar esa visión. En su estudio publicado en Current Biology, el equipo eleva a las unidades más básicas de la vida a la categoría de “entidades equipadas con una forma muy básica de toma de decisiones basada en el aprendizaje de su entorno”.
Un equipo de científicos acaba de publicar un estudio que investiga la existencia de un «tercer estado» alternativo a la vida y la muerte.
Habituación, la base del aprendizaje
En biología, la habituación es considerada una de las formas más simples de aprender en la naturaleza. Es el proceso por el que los organismos dejan de responder gradualmente a un estímulo repetido. Gracias a la habituación, los aromas persistentes dejen de notarse o los sonidos insoportables de pronto parecen silenciarse. Un microorganismo puede “acostumbrarse” a un estímulo y un animal gigante como la ballena azul también. Incluso pueden predecirlo. En las células, la ciencia no lo tiene tan seguro.
Investigadores ya han trabajado con organismos unicelulares en busca de rastros de comportamientos similares a la habituación. Hay señales básicas en protistas en forma de trompeta como el Stentor Roeseli, pero ninguna lo suficientemente contundente. Los trabajos se han centrado en su capacidad de habituarse a su entorno, sin que exista una recompensa o castigo.
Simular las células para predecir las más prometedoras
Actualmente es posible estudiar estos comportamientos sin la necesidad de estudiar físicamente a los organismos. A través de la biología computacional, el equipo de científicos utilizó modelos matemáticos para determinar las configuraciones bioquímicas con más probabilidades de generar habituación. El Centro de Regulación Genómica invita a imaginar este proceso como la simulación de células en placas de laboratorio para monitorear las reacciones en entornos controlados y así decodificar el «lenguaje de las células».
Las simulaciones revelaron que es posible que las células reconsideren su respuesta ante un estímulo repetitivo. Con ello, se reproducen todas las características distintivas de la habituación que se observan en las formas de vida más complejas. También hubo modelos bioquímicos que reaccionaron más rápido a un estímulo, como si de anticipación se tratara. Rosa Martínez, coautora de la investigación, explica que ello es señal de una clase de memoria a nivel celular.
“La investigación profundiza nuestra comprensión de cómo el aprendizaje y la memoria operan en el nivel más básico de la vida. Si las células individuales pueden recordar, también podría ayudar a explicar cómo las células cancerosas desarrollan resistencia a la quimioterapia o cómo las bacterias se vuelven resistentes a los antibióticos, situaciones en las que las células parecen aprender de su entorno”, se lee en el comunicado de la CRG.
Científicos identificaron un proceso de división celular, similar al que ocurre dentro de un huevo, en un primitivo organismo que vivió hace 1,000 millones de años.
Las ecuaciones matemáticas respaldan la hipótesis de la habituación en seres unicelulares. El trabajo recién publicado podría sentar las bases para que científicos futuros experimenten con las predicciones y así ahorrar tiempo y recursos limitados.